JP2011232184A

JP2011232184A - 缶詰内圧判定方法およびその装置

Info

Publication number: JP2011232184A
Application number: JP2010102998A
Authority: JP
Inventors: Taichi Ijuin; 太一伊集院; Tomio Yamauchi; 富夫山内; Norihiko Osaku; 則彦尾作; Tetsuya Takatomi; 哲也高富
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: JP5368367B2

Abstract

【課題】缶詰の内圧の良否をその缶詰の搬送過程で正確に判定する方法および装置を提供する。
【解決手段】搬送されている缶詰１の缶端部に於ける内圧によって変形する部分Ｂの変位を計測して缶詰１の内圧の良否を判定する缶詰内圧判定方法に於いて、帯状にレーザ光を缶端部に照射して、その缶端部の内圧によって変形する部分Ｂと、変形しない部分Ａ，Ｃとを同時に計測し、その計測値に基づいて内圧によって変形する部分Ｂの平均変位量を求め、そのレーザ光の向きを変えて上記と同様に計測して、その計測値に基づいて内圧によって変形する部分Ｅの他の平均変位量を求め、上記二つの平均変位量からさらに平均値を算出して、その平均値と予め設定した許容設定範囲とを比較して缶詰内圧の良否を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、缶詰の内圧を搬送中の搬送コンベア上で正確に判定できる缶詰内圧判定方法およびその装置に関するもので、特に、半導体レーザ光を使用して缶詰の内圧の良否を判定する方法およびその装置に関するものである。

コンベアなどで搬送されている缶詰の内圧が適正であるか否かを判定する方法として、特許文献１に、電磁的変位計によって、変位計と缶蓋の巻締縁との間の間隔および変位計と缶蓋の中心との間の間隔、さらに中心を挟んだ反対側の巻締縁と変位計との間隔を順に計測して、変位計と缶蓋の中心との間の間隔から、二箇所で計測した変位計と巻締縁との間の間隔の平均値を差し引いて、その差を設定値と比較することによって缶詰内圧の良否を判定する方法が開示されている。

また、特許文献２には、変位計と缶蓋の所定位置との間の距離を変位計で計測すると同時に、隙間検出器で変位計から缶詰の最上面までの間の距離を計測し、変位計と缶蓋の所定位置との間の距離から変位計と缶詰の最上面までの間の距離を差し引くことによって、缶蓋の所定位置の深さを算出し、その深さと設定値とを比較することによって缶詰内圧の良否を判定する方法が開示されている。

さらに、特許文献３には、三個の磁気ギャップ検出器を、缶詰の蓋の中央部分と二箇所の周辺部分とで基準面からの距離を計測できるように配置し、周辺部分の距離の平均と中央部分の距離の差を取って、その差と設定値とを比較することによって缶詰の真空度を判別する真空度判別装置が開示されている。

特公平５−３８８９１号公報特許第３４８９４７７号公報実公昭５８−５２４０号公報

特許文献１に開示された缶詰内圧の良否を判定する方法は、判定に使用する三箇所の計測値が、順次計測されるため、それぞれの計測値にタイムラグによる誤差を含んでいるおそれがあり、搬送中に於ける振動の時間的変化の影響などによって正確な計測値を得られないおそれが有る。

その点、特許文献２に開示された缶詰内圧の良否を判定する方法は、判定に使用する二個の計測値が、同時に計測されるため、特許文献１に開示された缶詰内圧の良否判定方法のようなタイムラグを含んでいないので、より正確な判定結果が得られる。しかしながら、二個のセンサを使って、一箇所でのデータを取得する構成であるから、缶詰が搬送振動などの影響で傾斜していたような場合を想定して二箇所でデータを取得しようとすると四個のセンサが必要となり、装置の全体としての構成を簡素化し、あるいは小型化する点で未だ改良する余地が有る。

さらに、特許文献３に開示された真空度判別装置は、三個の磁気ギャップ検出器で同時にデータを取得するのでデータにタイムラグがなく、また三箇所でデータを同時取得しているので、缶詰が搬送振動などで傾斜していたような場合に、上記の特許文献１や特許文献２の発明よりもより良く真空度などの内圧を判別できるが、三系統のデータ処理装置がどうしても必要となってしまう。また、判定結果を正確なものにするために、二箇所でデータを取得しようとすると、六系統のデータ処理装置が必要である。

本発明は、上記の従来技術よりも一歩進んだ缶詰の内圧を搬送中の搬送コンベア上で正確に判定できる簡素で最新のセンサ技術を利用した缶詰内圧判定方法およびその装置を得ることを課題としている。

請求項１の発明は、搬送されている缶詰の缶端部に於ける内圧によって変形する部分の変位を計測して缶詰の内圧の良否を判定する缶詰内圧判定方法に於いて、半導体レーザ光を帯状に広げて前記缶詰の缶端部の表面に照射してその表面で拡散反射させ、その反射光から缶端部の表面に於ける内圧によって変形する部分での所定の基準点からの鉛直方向距離と、内圧によって変形しない少なくとも二箇所の部分での前記基準点からの鉛直方向距離とを計測し、内圧によって変形する部分の鉛直方向距離と内圧によって変形しない前記二箇所の部分におけるそれぞれの鉛直方向距離との差に基づいて前記内圧によって変形する部分に於ける二個の変位量を求め、その二個の変位量を平均して第一の平均変位量を算出し、さらに缶詰搬送方向の下流側で、半導体レーザ光を帯状に広げる方向を変えて缶詰の缶端部の表面に照射してその表面で拡散反射させ、その反射光から缶端部の表面に於ける内圧によって変形する部分での基準点からの鉛直方向距離と、内圧によって変形しない少なくとも二箇所の部分での基準点からの鉛直方向距離とを計測し、内圧によって変形する部分の鉛直方向距離と内圧によって変形しない前記二箇所の部分におけるそれぞれの鉛直方向距離との差に基づいて前記内圧によって変形する部分に於ける新たな二個の変位量を求め、その二個の変位量を平均して第二の平均変位量を算出し、内圧によって変形する部分に於ける前記第一および第二の平均変位量からさらに平均値を算出し、該平均変位量の平均値が予め設定しておいた許容設定範囲内に有るか否かを判定することによって缶詰内圧の良否を判定することを特徴とする缶詰内圧判定方法である。

また、請求項２の発明は、搬送されている缶詰の缶端部に於ける内圧によって変形する部分の変位を計測して缶詰の内圧の良否を判定する缶詰内圧判定装置に於いて、半導体レーザ光を帯状に広げて前記缶詰の缶端部の表面に照射するレーザ光照射手段と、前記缶詰の缶端部で拡散反射した反射光から缶端部の表面に於ける内圧によって変形する部分での所定の基準点からの鉛直方向距離と、内圧によって変形しない少なくとも二箇所の部分での前記基準点からの鉛直方向距離とを計測する第一の計測手段と、内圧によって変形する前記部分での前記基準点からの鉛直方向距離と内圧によって変形しない前記二箇所の部分におけるそれぞれの鉛直方向距離との差から二個の変位量を求めるとともにその変位量の平均値を求める第一の平均値算出手段と、帯状に拡げる向きを変えて前記缶詰の缶端部の表面に照射した半導体レーザ光の前記缶端部の表面での反射光から缶端部の表面に於ける内圧によって変形する前記部分での所定の基準点からの鉛直方向距離と、内圧によって変形しない他の少なくとも二箇所の部分での前記基準点からの鉛直方向距離とを計測する第二の計測手段と、内圧によって変形する前記部分での前記基準点からの鉛直方向距離と内圧によって変形しない前記二箇所の部分におけるそれぞれの鉛直方向距離との差から二個の変位量を求めるとともにその変位量の平均値を求める第二の平均値算出手段と、前記第一の平均値算出手段によって求められた前記平均値と前記第二の平均値算出手段によって求められた前記平均値との平均値を求めるとともに、該平均値が、予め設定しておいた許容設定範囲内に有るか否かを判定することによって缶詰内圧の良否を判定する判定手段とを備えていることを特徴とする缶詰内圧判定装置である。

本発明によれば、如上の構成であるので、帯状に拡がっているレーザ光が照射されている三箇所での反射光によって当該三箇所の鉛直方向距離を同時に測定でき、したがって距離測定のためのセンサを一個にすることが可能になり、ひいては装置の全体としての構成を簡素化し、あるいは小型化することができる。これによって、内圧による缶端部の変位量のデータを同時に二個取得することができ、その二個の変位量のデータから平均変位量を求めることができる。さらに、センサの測定方向を変えて、同様にそれぞれの平均変位量を求め、求めた複数の平均変位量の平均値から缶詰内圧を判定するので、正確な判定が可能である。

本発明の缶詰内圧判定方法を実施する装置の一例を示した説明図である。本発明の缶詰内圧判定方法を実施する缶詰の缶端部の一例を示した部分断面説明図である。

本発明に係る缶詰内圧判定方法およびその装置による判定は、例えば、製造された缶詰１を箱詰めにする直前などに、コンベア２などの搬送手段で、矢印で示した搬送方向ａに缶詰１を移送中に実施され、一例として、株式会社キーエンスから型式がＬＪＧ２００シリーズとして販売されている二次元赤外線レーザ変位センサ４を使用することが好適である。

本発明に使用することのできる上流側の二次元赤外線レーザ変位センサ４は、半導体レーザ光を、シリンドリカルレンズで搬送方向ａと平行に帯状に広げて缶詰１の蓋若しくは底壁などの缶端部の表面に照射し、その表面から半導体レーザ光を拡散反射させ、その反射光を受光して二次元赤外線レーザ変位センサ４内で凹凸のある缶端部の表面の画像として読み取り、その画像をコントローラ５に送っている。

コントローラ５では、搬送されて来た缶詰１を上流側のタイミングセンサ３が検出すると、その時点の画像から、例えば図２に示した様に、内圧によって変形する部分として缶端部の中心部Ｂでの基準点（例えば、二次元赤外線レーザ変位センサ４の設置位置）からの鉛直方向距離を読み取り、さらに、内圧によって変形しない部分として缶端部に於ける二重巻締め部の頂面を外縁部Ａとして基準点からの鉛直方向距離を読み取る。

同時に、該外縁部Ａと中心部Ｂを中心にして対称な位置関係に有る缶端部の外縁部Ｃとでの基準点からの鉛直方向距離を読み取る。

さらに、コントローラ５では、内圧によって変形する部分である中心部Ｂの鉛直方向距離から内圧によって変形しない部分である外縁部Ａと外縁部Ｃとの鉛直方向距離をそれぞれ差し引いて内圧によって変形する部分である中心部Ｂに於ける外縁部Ａ側と外縁部Ｃ側との二個の変位量Ｈを求め、この二個の変位量Ｈは平均され、中心部Ｂの平均変位量が算出される。

この平均変位量は、上流側Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換され、可変コントローラ１１に送られる。

同様に、下流側の二次元赤外線レーザ変位センサ８は、半導体レーザ光を、シリンドリカルレンズで搬送方向ａと直交する方向に帯状に広げて缶詰１の蓋若しくは底壁などの缶端部の表面に照射し、その表面から半導体レーザ光を拡散反射させ、その反射光を受光して二次元赤外線レーザ変位センサ８内で凹凸のある缶端部の表面の画像として読み取り、その画像をコントローラ９に送っている。なお、ここでは、搬送方向と直交する方向を例に挙げるが、これに限定されず、上記で計測した帯状に拡げる方向と異なる方向、例えば、搬送方向と帯状に拡げる方向とがX字形と成すなど互いに交差する方向にレーザ光を拡げて照射して計測してもよい。

コントローラ９では、搬送されて来た缶詰１を下流側のタイミングセンサ７が検出すると、その時点の画像から、内圧によって変形する部分として缶端部の中心部Ｅでの基準点（例えば、二次元赤外線レーザ変位センサ８の設置位置）からの鉛直方向距離を読み取り、さらに、内圧によって変形しない部分として缶端部の外縁部Ｄ、および、該外縁部Ｄと中心部Ｅを中心にして対称な位置関係に有る缶端部の外縁部Ｆとでの基準点からの鉛直方向距離を読み取る。

さらに、コントローラ９では、内圧によって変形する部分である中心部Ｅの鉛直方向距離から内圧によって変形しない部分である外縁部Ｄと外縁部Ｆの鉛直方向距離をそれぞれ差し引いて内圧によって変形する部分である中心部Ｅに於ける外縁部Ｄ側と外縁部Ｆ側との二個の変位量を求め、この二個の変位量は平均され、中心部Ｅに於ける平均変位量が算出される。

この平均変位量は、下流側Ａ／Ｄ変換器１０でデジタル信号に変換され、可変コントローラ１１に送られる。

この様にして、内圧によって変形する部分である中心部Ｂに於ける外縁部Ａ側と外縁部Ｃ側との二個の変位量から算出された平均変位量、および、内圧によって変形する部分である中心部Ｅに於ける外縁部Ｄ側と外縁部Ｆ側との二個の変位量から算出された平均変位量が計測されると、この二個の平均変位量の平均値が算出される。

可変コントローラ１１には設定器１２から適正な缶詰内圧に対する缶端部の中心部での変位量の上限値と下限値とを予め入力してあり、算出された平均値がこの上限値と下限値との間に有るか否かが検証され、缶詰内圧の良否が判定される。

可変コントローラ１１で缶詰内圧が不良であるとの判定が成された缶詰が有った場合、信号が出力回路１３に送られ、該出力回路１３の指令によって、図示していないエジェクタが作動して、該当する缶詰がコンベア２上から排出される。

上記のように構成することにより、合計二個の二次元赤外線レーザセンサを使用して、六箇所を測定することができる。

これによって、内圧による缶端部の変位量のデータを同時に二個取得することができ、その二個の変位量のデータから平均変位量を求めることができる。

さらに、測定方向を変えた二個目のセンサを使用して、同様に平均変位量を求め、求めた二個の平均変位量の平均値から缶詰内圧を判定するので、正確な判定が可能である。

また、缶端部の変位についてゲージを使用して手動によって計測した結果と、上記の缶詰内圧判定方法での変位量とを比較したところ、測定誤差の範囲は、±０．１ｍｍ以内であった。

なお、上述した構成および方法では、二つの二次元赤外線レーザ変位センサ４，８が直交する方向に測定して、その測定値を演算した結果から缶詰１の内圧を判定するものを例に挙げたが、この発明はそれに限定されず、一つの二次元赤外線レーザ変位センサを使用して計測方向を変えてもよい。例えば、二次元赤外線レーザ変位センサで、先ず、搬送方向と直交する方向で計測して、その直後に、そのセンサを９０°回転させて搬送方向にセンサを向けて計測してもよい。この発明に係る缶詰内圧判定方法およびその装置は、要するに、二次元赤外線レーザ変位センサを用いて複数の方向で測定することにより、缶詰１の内圧を測定して、その測定値を演算して缶詰１の内圧を判断すればよい。

１…缶詰、２…コンベア、３，７…タイミングセンサ、４，８…二次元赤外線レーザ変位センサ、５，９…コントローラ、６，１０…Ａ／Ｄ変換器、１１…可変コントローラ、１２…設定器、１３…出力回路、ａ…搬送方向、Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｆ…外縁部、Ｂ，Ｅ…中心部、Ｈ…変位量。

Claims

搬送されている缶詰の缶端部に於ける内圧によって変形する部分の変位を計測して缶詰の内圧の良否を判定する缶詰内圧判定方法に於いて、
半導体レーザ光を帯状に広げて前記缶詰の缶端部の表面に照射してその表面で拡散反射させ、
その反射光から缶端部の表面に於ける内圧によって変形する部分での所定の基準点からの鉛直方向距離と、内圧によって変形しない少なくとも二箇所の部分での前記基準点からの鉛直方向距離とを計測し、
内圧によって変形する部分の鉛直方向距離と内圧によって変形しない前記二箇所の部分におけるそれぞれの鉛直方向距離との差に基づいて前記内圧によって変形する部分に於ける二個の変位量を求め、
その二個の変位量を平均して第一の平均変位量を算出し、
さらに缶詰搬送方向の下流側で、半導体レーザ光を帯状に広げる方向を変えて缶詰の缶端部の表面に照射してその表面で拡散反射させ、
その反射光から缶端部の表面に於ける内圧によって変形する部分での基準点からの鉛直方向距離と、内圧によって変形しない少なくとも二箇所の部分での基準点からの鉛直方向距離とを計測し、
内圧によって変形する部分の鉛直方向距離と内圧によって変形しない前記二箇所の部分におけるそれぞれの鉛直方向距離との差に基づいて前記内圧によって変形する部分に於ける新たな二個の変位量を求め、
その二個の変位量を平均して第二の平均変位量を算出し、
内圧によって変形する部分に於ける前記第一および第二の平均変位量からさらに平均値を算出し、
該平均変位量の平均値が予め設定しておいた許容設定範囲内に有るか否かを判定することによって缶詰内圧の良否を判定する
ことを特徴とする缶詰内圧判定方法。
搬送されている缶詰の缶端部に於ける内圧によって変形する部分の変位を計測して缶詰の内圧の良否を判定する缶詰内圧判定装置に於いて、
半導体レーザ光を帯状に広げて前記缶詰の缶端部の表面に照射するレーザ光照射手段と、
前記缶詰の缶端部で拡散反射した反射光から缶端部の表面に於ける内圧によって変形する部分での所定の基準点からの鉛直方向距離と、内圧によって変形しない少なくとも二箇所の部分での前記基準点からの鉛直方向距離とを計測する第一の計測手段と、
内圧によって変形する前記部分での前記基準点からの鉛直方向距離と内圧によって変形しない前記二箇所の部分におけるそれぞれの鉛直方向距離との差から二個の変位量を求めるとともにその変位量の平均値を求める第一の平均値算出手段と、
帯状に拡げる向きを変えて前記缶詰の缶端部の表面に照射した半導体レーザ光の前記缶端部の表面での反射光から缶端部の表面に於ける内圧によって変形する前記部分での所定の基準点からの鉛直方向距離と、内圧によって変形しない他の少なくとも二箇所の部分での前記基準点からの鉛直方向距離とを計測する第二の計測手段と、
内圧によって変形する前記部分での前記基準点からの鉛直方向距離と内圧によって変形しない前記二箇所の部分におけるそれぞれの鉛直方向距離との差から二個の変位量を求めるとともにその変位量の平均値を求める第二の平均値算出手段と、
前記第一の平均値算出手段によって求められた前記平均値と前記第二の平均値算出手段によって求められた前記平均値との平均値を求めるとともに、該平均値が、予め設定しておいた許容設定範囲内に有るか否かを判定することによって缶詰内圧の良否を判定する判定手段と
を備えていることを特徴とする缶詰内圧判定装置。